第五章 机械能及其守恒定律 第三节 功率
机械能及其守恒定律PPT课件
2 m，所以 WF1≠F1·l＝12 J，WF2≠F2·l＝16 J，故 A、B 错．F1、
F2 的合力 F 合＝ F12＋F22＝10 N，W 总＝F 合·l＝20 J，故 C
错 D 对．
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二、功率的计算 1．公式 P＝Wt 和 P＝Fvcosα 的比较 (1)公式 P＝Wt 是平均功率的定义式，适用于任何情况下平 均功率的计算． (2)公式 P＝Fvcosα 既能计算瞬时功率，也能计算平均功 率．若 v 是瞬时值，则计算出的功率是瞬时值，若 v 是平 均值，则计算出的功率是平均值． 特别提醒：对于α变化的不能用P＝Fvcosα计算平均功率.
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A．从 0 至 t3 时间内一直匀加速直线运动 B．t2 时刻的加速度大于 t1 时刻的加速度 C．在 t3 时刻以后，机车的牵引力为零 D．该列车所受的恒定阻力大小为vP3 解析：选 D.0～t1 匀加速，t1～t3 加速度变小，故 A、B 错；t3 以后列车匀速运动，牵引力等于阻力，故 C 错；匀速运动时 F 阻＝F 牵＝vP3，故 D 正确．
【解析】 如图，小球在F方向的位移为CB，方向与F同 向，则 WF＝F·CB＝F·Lsinθ 小球在重力方向的位移为AC，方向与重 力反向，则 WG＝mg·AC·cos180°＝－mg·L(1－cosθ) 绳的拉力FT时刻与运动方向垂直，则 WFT＝0 故W总＝WF＋WG＋WFT＝F·Lsinθ－mgL(1－cosθ)． 【答案】 见解析 【规律总结】 恒力做功与物体的实际路径无关，等于力 与物体在力方向上位移的乘积，或等于力在位移方向上的 分力与位移的乘积，注意力的正负．
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热身体验答案与解析 1－1.答案：B 1－2.解析：选D.在加速、匀速、减速的过程中，支持力与 人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正功．故 选D. 2．解析：选B.设F2与水平方向成θ角，由题意可知：F1v1＝ F2·v2·cosθ，因cosθ＜1，故F1v1＜F2v2.当F2＝F1时，一定有 v1＜v2，故选项A错误、B正确．当F2＞F1时，有v1＞v2、v1 ＜v2、v1＝v2三种可能，故选项C错误．当F2＜F1时，一定 有v1＜v2，故D选项错误．
【名师讲解】高三物理一轮复习：五 机械能、动量守恒定律(96张PPT)
方 法 技 巧
⑴机车以恒定功率启动
增大，F＝ P/ 减少
机车启动问题的两种物理模型
a＝ F F f 减少
m
当 a=0 时，即 F＝ Ff 时， 达到最大 值 m
保持 m 匀速 运动
其 v－t图象如图
m
O
t
⑵ 机车由静止开始做匀加速运动
a＝ F F f ，a 一定，则 F
2、功率
．定义：功跟完成这些功所用 时间 的比值叫做功率
．物理意义：反映力对物体做功的 快慢 。
（3）．公式： 定义式：P＝W/t 导出式：P＝Fv cosθ ， θ为F与v 之间的夹角 (4)．平均功率和瞬时功率 平均功率：描述在一段时间内做功的快慢，用P＝ W/t 计算，若用P＝F Vcosθ 计算， V为时间t内的 平均速度 。 瞬时功率：描述某一时刻做功的快慢，用P＝F Vcosθ 计算， v表示该时刻的 瞬时速度 ，P表示该时刻的 。 瞬时功率 （5）．额定功率和实际功率 额定功率：机器正常工作时的最大输出功率，也就是机 器铭牌上的标称值． 实际功率：机器在工作中实际输出的功率． 机器不一定在额定功率下工作，机器的实际功率总是小 于或等于额定功率．
54J
18W
36W
【练习2】 、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，
物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则物 体落地时重力的瞬时功率是多少？3s内重力的平均功率为多少？
300W
150W
【练习3】 (资料第71页例题5).如图所示小物体位于光滑的斜 面上，斜面位于光滑的水平地面上，从地面上看，在小物体 沿斜面下滑的过程中，斜面对小物体的作用力（ B ） A.垂直于接触面，做功为零； B.垂直于接触面，做功不为零； C.不垂直于接触面，做功为零； D.不垂直于接触面，做功不为零
机械能及其守恒定律PPT
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1.(2011· 宁德模拟)如图所示，质量为m 的物体置于倾角为θ的斜面上，物体 与斜面间的动摩擦因数为μ，在外力 作用下，斜面以加速度a沿水平方向向 左做匀加速运动，运动中的物体m与 斜面体相对静止．则关于斜面对m的 支持力和摩擦力的下列说法中错误的是( ) A. 支持力一定做正功 B. 摩擦力可能不做功 C. 摩擦力一定做正功 D. 摩擦力可能做负功 【解析】支持力方向垂直斜面向上，故支持力一定做正功．而 摩擦力是否存在需要讨论，当a＝gtan θ时，摩擦力不存在， 不做功；当a>gtan θ，摩擦力沿斜面向下，做正功；当a<gtan θ，摩擦力沿斜面向上，做负功．综上可知C错误． • 【答案】C
考纲点击 1. 功和功率Ⅱ 2. 动能和动能定理Ⅱ 3. 重力做功与重力势能Ⅱ 4. 功能关系、机械能守恒定律及其应用Ⅱ 实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定律
备考导读 1. 本章涉及的是力学的主干知识，包括功和功率、重力势能、 机械能守恒、能的转化和守恒、动能定理等，是高考中的 核心内容． 2. 从近几年的高考看，对基本概念的考查主要针对功和功率 的计算，对基本规律的考查主要针对动能定理、功能关系 及机械能守恒定律的应用．考查的题型较全面，难度从易 到难都有，而且本章内容可以结合牛顿运动定律、平抛运 动、圆周运动、电磁学等内容考查综合性较强、难度较大 的题目． 3. 在复习本章时注意在掌握动能定理、能量守恒的基础上， 加强与牛顿运动定律、运动的合成与分解、平抛运动、圆 周运动、万有引力定律，电磁学等核心内容的综合训练， 熟练地应用能量的观点求解问题，同时也要密切联合生活 、生产实际，联系现代科学技术和能源环保的问题.
• 【解析】设传送带速度大小为v1，物体刚滑上传送带时的速 度大小为v2.①当v1＝v2时，物体随传送带一起匀速运动，故 传送带与物体之间不存在摩擦力，即传送带对物体始终不做 功，A正确．②当v1 ＜v2时，物体相对传送带向右运动，物 体受到的滑动摩擦力方向向左，则物体先做匀减速运动直到 速度减为v1，再做匀速运动，故传送带对物体先做负功后不 做功，D正确．③当v1＞v2时，物体相对传送带向左运动， 物体受到的滑动摩擦力方向向右，则物体先做匀加速运动直 到速度达到v1，再做匀速运动，故传送带对物体先做正功后 不做功，B错误，C正确． • 【答案】B
第五章功和能机械能
第五章 功和能 机械能麻城一中 朱江元 刘立初5－1 功 功率一、选择题：本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确。
1、汽车以恒定的功率在水平直公路上从车站开出，受的摩擦阻力恒等于车重的0.1倍，汽车能达到的最大速度为v m ，则当车速度为3m v 时刻的加速度为（重力加速度为g ）（ ） A ．0.4g B ．0.3g C ．0.2g D ．0.1g2、2007年4月18日，全国铁路正式实施第六次大面积提速，时速达到200公里以上，其中京哈、京沪、京广、胶济等提速干线部分区段可达到时速250公里，将在更大范围、更高层次优化运力资源配置，充分挖掘运输潜力，提高铁路运输能力，对于缓解铁路“瓶颈”制约、适应经济社会持续快速发展需要，更好地满足人民群众运输需求，将发挥积极的作用。
为了适应提速的要求，下列说法正确的是( )A ．机车的功率可保持不变B ．机车的功率必须增大C ．可以使铁路转弯处的路基坡度加大D ．可以使铁路转弯半径增大3、设飞机在飞行中所受空气阻力与它的速率平方成正比，当飞机以速率v 水平匀速飞行时，发动机的功率为P 。
若飞机以速率3v 水平飞行时，发动机的功率为 （ ）A ．3PB ．9PC ．18PD ．27P4、汽车在平直公路上以速度v 0匀速行驶，发动机功率为P 。
快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。
下面如图5—1—1所示四个图中，哪个图象正确表示了从司机减小油门开始，汽车的速度与时间的关系（ ）5、质量为m 的物体，受到水平拉力F 作用，在粗糙水平面上运动，下列说法正确的是（ ）A ．如果物体做加速运动，则拉力F 一定对物体做正功B ．如果物体做减速运动，则拉力F 一定对物体做正功C ．如果物体做减速运动，则拉力F 可能对物体做正功 A B C Dvv 0.5v v 0.5v t v 0.5v 图5—1—1D ．如果物体做匀速运动，则拉力F 一定对物体做正功6、质量为2×103kg 、发动机额定功率为80kW 的汽车在平直公路上行驶；若汽车所受阻力大小恒为4×103N ，则下列判断中正确的有（ ） A ．汽车的最大动能是4×105JB ．汽车以加速度2m/s 2匀加速启动，起动后第2秒末时发动机实际功率是32kWC ．汽车以加速度2m/s 2做初速为0的匀加速运动中，达到最大速度时摩擦力做功为4×105JD ．若汽车保持额定功率起动，则当汽车速度为5 m/s 时，其加速度为6m/s 27、质量为m 的子弹，以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块，并留在其中，下列说法正确的是（ ）A ．子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等B ．阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等C ．子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D ．子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功8、如图5—1—2所示，质量为m 的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F 时，转动半径为R ，当拉力逐渐减小到4F 时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R ，则外力对物体所做的功大小是 （ ）A ．4FR B ．43FR C ．25FR D ．0 二、实验题：把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答。
功率守恒定律
功率守恒定律引言功率守恒定律是物理学中的一个基本原理，用来描述能量在物理系统中的转移与转化过程。
根据该定律，在一个封闭系统内部，能量的总输入必须等于能量的总输出，即能量不能自行产生或消失。
本文将深入探讨功率守恒定律的原理、应用及其在日常生活中的重要性。
什么是功率守恒定律功率守恒定律是指在一个封闭系统内，能量的总输入与总输出之和始终保持不变。
换言之，系统内能量的变化只能由能量的转移和转化引起，而不能自行产生或消失。
功率守恒定律的原理功率守恒定律是基于能量守恒定律的基础上进行推导得到的。
能量守恒定律是指在一个封闭系统中，能量的总量是恒定不变的。
根据能量守恒定律，系统所接收到的能量必须等于系统所释放的能量。
基于这一原理，我们可以推导得到功率守恒定律。
假设在一个封闭系统中，能量的输入功率为Pi，输出功率为Po。
根据能量守恒定律，系统内能量的变化率为零，即输入功率和输出功率之间必须保持平衡，即Pi = Po。
功率守恒定律的应用电路和能量转换功率守恒定律在电路中有着广泛的应用。
在电路中，各个元件间存在着能量的转移和转化过程，而功率守恒定律保证了能量的平衡性。
例如，在一个电路中，能源（如电池）提供了一定的电能，电能被电路中的电阻消耗，产生热能散失。
根据功率守恒定律，电路中的输入功率必须等于输出功率，即电池提供的电能必须等于电阻消耗的热能。
热力学和能量转化功率守恒定律在热力学中也有重要的应用。
热力学研究的是热与其他形式能量之间的转化关系，而功率守恒定律保证了热能的转化过程的平衡性。
例如，热机是一种能将热能转化为机械能的设备。
根据功率守恒定律，热机输出的机械功率必须等于热机输入的热功率。
这个原理适用于蒸汽机、内燃机等热机的运行过程。
功率守恒定律的重要性功率守恒定律是能量守恒定律的一个重要推论，对于理解和应用能量转移与转化过程具有重要意义。
首先，功率守恒定律帮助我们理解能量自然转移的规律，从而使得各种物理现象可以得到准确描述和解释。
2022物理第五章机械能第3节机械能守恒定律及其应用学案
第3节机械能守恒定律及其应用必备知识预案自诊知识梳理一、重力做功与重力势能1。
重力做功的特点(1)重力做功与路径无关，只与物体始末位置的有关。
（2）重力做功不引起物体的变化。
2.重力势能（1）公式:E p=。
(2）矢标性:重力势能是，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在参考平面上大还是小,这与功的正、负的物理意义不同。
(3）系统性:重力势能是物体和共有的。
(4）相对性:重力势能的大小与的选取有关。
重力势能的变化是的,与参考平面的选取。
3.重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系：重力对物体做正功,重力势能就;重力对物体做负功,重力势能就。
(2）定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量.即W G=—（E p2-E p1)=。
二、弹性势能1.弹性势能(1）定义:发生弹性形变的物体之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能,叫弹性势能。
（2）弹性势能的大小与形变量及有关。
(3）矢标性：。
（4）没有特别说明的情况下,一般选弹簧形变为零的状态为弹性势能零点。
2.弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示为W=。
三、机械能守恒定律1.机械能和统称为机械能，其中势能包括和。
2。
机械能守恒定律(1)内容:在只有做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化,而总的机械能。
（2）机械能守恒的条件①只有重力或弹力做功。
①注:（1）机械能守恒的条件不是合外力做的功等于零，更不是合外力为零；中学阶段可理解为“只有重力或弹簧的弹力做功”，但要明确不是“只受重力或弹力作用”。
（2）利用守恒观点列机械能守恒的方程时一定要选取零势能面，而且系统内不同的物体必须选取同一零势能面。
(3)守恒表达式考点自诊1.判断下列说法的正误.(1）克服重力做功,物体的重力势能一定增加.(）（2）发生弹性形变的物体都具有弹性势能。
（）(3）弹簧弹力做正功时，弹性势能增加。
（）(4)物体所受合外力为零时，机械能一定守恒.（）(5）物体受到摩擦力作用时，机械能一定要变化。
机械能及其守恒定律
，合外力做功为零．的粗糙的斜面体上，当两者一起向右匀速直线运所受重力做的功是多少？摩擦力做功多少？，则在两球向左下摆动时．下列说法正确的是：一个力对物体做不做功，是正功还是负功，判断的方法是：①看力与位移之间夹角，或者看力与速度方向之间球的速度方向就是锐角；为钝角时，力对物体做负功，上例作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功，不要以为作用力与反作用力大小相等、方向相反，就一定有作用力、反作用力的功数值相等，一正一负．所以作用力与反作用力做功不这类力做功与物体的运动路径有关。
在上例中，滑动摩擦力是一个变力，方向在变化，可转化为恒力做功，同时滑动摩擦力做功要看物体运动的路程，这是摩擦力做功的特）由功率的定义；（4）由动能定理求解．的小球，开始时，细线被拉直，并处于水O A的过程中，，则心脏每跳动一次所需的时间是，心房、心室共同处于期，lmmHg＝133．322Pa）收缩一次输出血量平均为70ml，那依题意sinθ＝5/100。
汽车将加速上坡，速，如果一个物体能对外做功，我们就说这个物体具有能量．物体由于运动而具有的能． E k＝½mv2，其大小与参照系的选22只须考虑整个过程的功量及过程始末的动能．若过程包含了几个运动性质不同的分过程．即可分段考虑，也可整个过程考虑．但求功时，有些力不是全过程都作用的，必须根据不同情况分别对待求出总功．计算时要把各力的功连同符号（正负）一同代入公式．W=Fscosα求出变力做的圆周运动，运动过程中小球受到空气阻力的作用．设此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在解决这类问题关键是分清哪一过A）弹性势能，发生弹性形变的物体而具有的势能．高中阶段不要求具体利用公式计算弹性势能，但往往要根据功能关系与L、L二弹簧相连，仍守恒，即对于物体系统只有动能与势能的相互转化，而无机械能与其他形式转化（如系统无滑动摩擦和与弹簧相连，当A、与一质量为m=10kg的重物相连，，开始时让它们处于静止状态．不计绳6m/ s而动能定理揭示的是物体动能的变化跟并在半圆最高点D水平进入轨道,然物体在绳、杆、轨道约束的情况下在竖直平面内做圆周运动，往往伴随着动能，势能的相互转化，若机械能守恒，即可根据机械能守恒去求解物体在运动中经过某位里时的速度，再结合圆周运动、牛顿定律可求解相关的运动学、动力学的量．点由静止释放后到达最将该十mg0.5l=½mv2C5中在速度改变瞬间（B中绳的作用力与速度垂直，所以只改变了速度的方向而没有改变速度．由动量定理可知，沿半径方向绳的拉力，因此该情况就有能量损失，也就不可用机械能守恒O点下摆，当摆到或者从一个物体转移到另一个若物体最后静止在B点的左侧或中水面静止在同一高度上，水受到重力、器壁压力和两。
第五章机械能及其守恒定律
第五章机械能及其守恒定律第五章机械能及其守恒定律第1节追寻守恒量能第2节功⼀、是否做功的判断（⼀）做功的两个不可缺少的因素1.⼒2.物体在⼒的⽅向上的位移（⼆）不做功的三种情况1.有⼒⽆位移2.⽆⼒有位移3.⼒的⽅向和位移的⽅向垂直⼆、做功的多少的计算（⼀）⼒的⽅向跟位移⽅向相同时Fl w =（⼆）⼒的⽅向跟位移⽅向不成α⾓时cos Fl w =α1.F ——⼒的⼤⼩（ N ） l ——位移的⼤⼩（ m ） w ——功 ( J )2.该式仅适⽤于恒⼒做功的计算三、功是标量（⼀）正功和负功1．原因①若2πα=，则0cos =α，0=w ，⼒ F 对物体不做功②若20πα<≤，则0cos >α，0>w ，⼒ F 对物体做正功③若παπ≤<2，则0cos <α，02.意义①某⼒做正功，表明该⼒对物体的运动起动⼒作⽤②某⼒做负功，表明该⼒对物体的运动起阻⼒作⽤，往往说成“物体克服某⼒做功”（取绝对值）（⼆）合⼒做功的计算⽅法⼀：先求合⼒，再求功，即αcos l F w 合=⽅法⼆：先求各分⼒所做的功，再求代数和，即n w w w w w K +++=321 四、有关做功的两个专题（⼀）摩擦⼒做功1.静摩擦⼒可以做正功、负功，也可以不做功，⼀对静摩擦⼒做功⼀定为零2.滑动摩擦⼒可以做正功、负功，也可以不做功，⼀对滑动摩擦⼒做功之和⼀定为负（⼆）作⽤⼒和反作⽤⼒做功 1.可以两个⼒均不做功2.可以⼀个⼒做功，另⼀个⼒不做功3.可以两个⼒均做正功，或均做负功4.可以⼀个⼒做正功，另⼀个⼒做负功第3节功率⼀、功率的概念（⼀）意义：是表⽰做功快慢的物理量定义：功跟完成这些功所⽤时间的⽐值叫做功率（⼆）定义式：tw P =（三）单位：1kw=1000w （四）属性：标量注：可正可负⼆、平均功率和瞬时功率（⼀）平均功率 1．twp =-（适⽤于各种情况） 2．αcos --=v F p （适⽤于⼒ F 为恒⼒的情况）（⼆）瞬时功率αcos Fv p =说明：1．F 可以是恒⼒，也可以是变⼒；可以是某⼀个⼒，也可以是⼏个⼒的合⼒２.v 为瞬时速度３.α为 F 与 v 的夹⾓三、汽车启动的两种⽅式（⼀）以恒定功率启动（阻⼒不变） 1．过程分析①第⼀阶段：做加速度不断减⼩的加速运动ma f vp=- ②第⼆阶段：做匀速运动f v pm= ２.速度图像（⼆）以恒定加速度启动（阻⼒不变） 1．过程分析①第⼀阶段：做匀加速运动ma f F =-②第⼆阶段：做加速度不断减⼩的加速运动ma f vp=- ③第三阶段：做匀速运动f v pm= ２.速度图像m vtvtvm v'm v第4节重⼒势能⼀、重⼒的功（⼀）重⼒做功的计算：重⼒所做的功等于物重跟起点⾼度的乘积1mgh 与物重跟终点⾼度的乘积之差2mgh 之差，即21mgh mgh w G -=（⼆）重⼒做功的特点：重⼒做功，只跟物体的起点和终点位置有关，⽽跟物体运动的路径⽆关⼆、重⼒势能（⼀）定义：物体的重⼒势能等于他所受重⼒与所处⾼度的乘积（⼆）表达式：mgh E P =（三）单位：J （四）属性：标量（五）注意点1.重⼒势能具有相对性①计算重⼒势能时要选取参考平⾯②参考平⾯上⽅的物体重⼒势能为正，参考平⾯下⽅的物体重⼒势能为负，在参考平⾯，物体的重⼒势能为零 2.重⼒势能是物体跟地球组成的系统所共有的①重⼒势能不是地球上的物体单独具有的②常说的“物体的重⼒势能”，只是⼀种简化的习惯说法三、重⼒做功与重⼒势能的关系（⼀）关系式：p G E w ?-= 1. 12p p p E E E -=?2.重⼒势能的变化量p E ?与参考平⾯的选取⽆关（⼆）关系：重⼒所做的功等于物体重⼒势能变化量的负值 1.重⼒做正功，物体的重⼒势能减少 2.重⼒做负功，物体的重⼒势能增加第5节探究弹性势能的表达式⼀、⽤什么⽅法探究弹性势能的表达式？答：⽤理论探究的⽅法，取长度为原长时弹簧的弹性势能为零。